[发明专利]基于双门限的异构网络中小基站的开启/睡眠状态控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及异构网络中小基站开启和睡眠状态的控制方法。

背景技术

随着无线通信系统的迅猛发展，已有的单一网络系统已经无法满足高速率、大容量、高服务质量的通信要求，下一代无线通信技术正朝着多种无线网络异构融合的方向发展。异构网络是指在宏基站覆盖的范围内，引入其他通信方式，有针对性地加强特定区域的覆盖，形成多层覆盖的一种网络结构，具有网络建网灵活，维护成本低廉，因而受到了广泛的关注。

在宏蜂窝网络中引入小蜂窝是目前使用较为广泛的异构网络，小蜂窝分布于宏蜂窝内，每个小蜂窝都有独立的小基站（small cell base station，SBS）。通过引入小蜂窝能够有效地减轻宏蜂窝负载量，提高用户通信质量。其次，由于小蜂窝的覆盖范围有限，因此小蜂窝在一定程度上可以复用频率资源，有助于提升频谱利用率。但是，引入小蜂窝也引起其他问题，如异构网络的能耗增大，出现信道干扰等问题。在提倡“绿色通信”的环境下，降低蜂窝异构网络的能耗成为目前异构网络技术研究的重点之一。

小蜂窝承载业务量或用户数较少时存在能耗的浪费现象，现有技术根据SBS的负载情况控制SBS的开启/睡眠状态，关闭负载小或无负载的SBS来降低能耗。具体包括以下步骤：（1）检测各个SBS的负载值；（2）与相应SBS设定的门限值比较，若大于负载门限值，则SBS保持开启状态，若小于门限值，则SBS进入睡眠状态。随SBS负载值的变化，相应的SBS在开启和睡眠两种状态间转换。该方法通过关闭负载值较小的SBS，有效地降低了蜂窝异构网的能耗，使整个网络的能量消耗最优，实现绿色网络。但是由于用户的流动性，采用单门限值控制，导致频繁开闭，使信令开销增大，大大降低了用户体验。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种异构网络中SBS的开启/睡眠状态方法，可以有效地降低异构网络的能耗，减小信道干扰，并且能够克服现有技术中由用户的流动性引起的SBS的状态切换频繁的问题。

一种基于双门限的异构网络中SBS开启/睡眠状态的控制方法，所述异构网络中包括宏蜂窝以及分布于宏蜂窝中的若干小蜂窝，每个小蜂窝对应一个SBS，且每个SBS能够在睡眠状态和开启状态间转换，所述控制方法包括如下步骤：

1）SBS检测其覆盖范围内的负载值；

2）根据针对当前SBS所设定的上、下门限值，作如下判断：

2-1）当前SBS处在睡眠状态时，若对应的负载值超过上门限值，则开启当前SBS，否则当前SBS保持睡眠状态；

2-2）当前SBS处在开启状态时，若对应的负载值小于下门限值，则关闭当前SBS，否则当前SBS保持开启状态。

将检测到的SBS负载值与相应的上、下门限值比较，控制SBS的开启和睡眠状态。关闭负载小的SBS，降低网络能耗。通过设定具有一定间隔的上、下门限值，可以防止SBS状态切换频繁，减少信令开销，提高通信质量。

所述的步骤2-1）中，开启当前SBS后，处在当前SBS覆盖范围内的用户将从宏蜂窝切换到与当前SBS对应的小蜂窝。通过小蜂窝分担宏蜂窝的部分负载，减小宏蜂窝的负载量，同时合理利用资源，提高通信质量。

所述步骤2-2）中，关闭当前SBS前，先将处在当前SBS覆盖范围内的用户切换到宏蜂窝。当前SBS关闭前，将相应SBS覆盖范围内的用户从小蜂窝切换到宏蜂窝中，保证用户在SBS关闭后，用户能够保持通话畅通。

所述步骤2-2）中，SBS覆盖范围内的用户按照用户优先级逐步切换到宏蜂窝。设定一定的优先级别，控制用户切换的顺序，防止在同一时间切换到宏蜂窝的用户过多，引起信道拥堵，降低用户体验。

所述的负载值包括负载个数、负载流量以及负载的业务特性中的一个或者多个。

本发明的基于双门限的异构网络中SBS开启/睡眠状态的控制方法，采用双门限控制，设定有一定间隔上、下门限值，能够降低SBS在开启和睡眠状态间的切换概率，减小信令开销，提高用户通信质量。同时，自动关闭负载值小或无负载的SBS，降低异构网络的能耗，符合“绿色通信”的发展趋势。

附图说明

图1为本发明提供的基于双门限的异构网络中小基站的开启/睡眠状态控制方法的工作流程；

图2为本发明实施例提供的马尔科夫链；

图3为在不同权重因子控制下，网络能耗与切换能耗之间折中关系仿真图；

图4为本发明实施例中SBS的睡眠概率与上门限值之间的关系仿真图；

图5为本发明实施例中SBS的开启概率与上门限值之间的关系仿真图；